超高純氦氣|高純氦氣|工業(yè)氦氣|氦氣|He
氦氣為無色、無味、無臭常溫下為氣態(tài)的惰性氣體,臨界溫度低,是自然界目前發(fā)現(xiàn)的難液化的氣體,氦氣化學(xué)性質(zhì)極不活潑,不能燃燒也不助燃??諝庵械暮夂考s為百萬分之5.2,理論上可以從空氣中分離抽取,但因其含量過于稀薄,分離成本很高。工業(yè)上的氦氣主要從美國、俄羅斯、阿爾及利亞、卡塔爾氦氣含量約為0.5%~4%的天然氣中分離、精制得到高純氦氣,液化后通過海運(yùn),運(yùn)輸?shù)饺珖鞯?。利用液氦?68.9℃的低沸點(diǎn),液氦可以用于超低溫冷卻。在懸浮列車等領(lǐng)域中廣受關(guān)注的超導(dǎo)體應(yīng)用中,氦氣是不可或缺的。此外,由于氦氣化學(xué)性質(zhì)不活潑和輕于空氣等特征,氦氣常用于飛船或廣告氣球中的充入氣體,這一用途也是眾所周知的。在海洋開發(fā)領(lǐng)域的呼吸用混合氣體中,以及醫(yī)療領(lǐng)域的核磁共振成像設(shè)備的超導(dǎo)電磁體冷卻的用途中,氦氣都得到廣泛的應(yīng)用:軍工、科研、石化、制冷、醫(yī)療、半導(dǎo)體、管道檢漏、超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)、金屬制造、深海潛水、高精度焊接、光電子產(chǎn)品生產(chǎn)等。用作氦氣球(工業(yè)氦氣)、氦氣飛艇的填充氣體,以取代其有高度可燃性的氫氣與高純二氧化碳和高純氮?dú)庖黄鹩米鞫趸技す馇懈顧C(jī)的激光氣體液氦用于核磁共振成像儀的超導(dǎo)磁體。
一、氦氣基本性質(zhì)
氦氣是一種無色、無味、無毒的不燃燒的儲(chǔ)存于氣瓶中的高壓氣體。壓力通常有15MPa,使用時(shí)應(yīng)用YQY-12或152IN-125等減壓器減壓后使用,使用前應(yīng)用肥皂水檢漏氣體管道,確保氣體管道不漏氣。
確保氦氣不泄露、工作場所保持通風(fēng),當(dāng)氦氣含量增加導(dǎo)致氧氣含量低于19.5%時(shí),患者先出現(xiàn)呼吸加快、注意力不集中、共濟(jì)失調(diào);繼之出現(xiàn)疲倦無力、煩躁不安、惡心、嘔吐、昏迷、抽搐,以致死亡。
包裝的氣瓶上均有使用的年限,凡到期的氣瓶必須送往有部門進(jìn)行安全檢驗(yàn),方能繼續(xù)使用。
每瓶氦氣在使用到尾氣時(shí),應(yīng)保留瓶內(nèi)余壓在0.5MPa,不得低于0.25MPa余壓,應(yīng)將瓶閥關(guān)閉,以保證氣體質(zhì)量和使用安全。
瓶裝氦氣在運(yùn)輸儲(chǔ)存、使用時(shí)都應(yīng)分類堆放,不準(zhǔn)靠近明火和熱源,應(yīng)做到勿近火、勿沾油臘、勿爆曬、勿重拋、勿撞擊,嚴(yán)禁在氣瓶身上進(jìn)行引弧或電弧,嚴(yán)禁野蠻裝卸,短距離移動(dòng)氦氣鋼瓶應(yīng)使用鋼瓶專用手推車,長距離移動(dòng)鋼瓶應(yīng)用危險(xiǎn)品運(yùn)輸車輛運(yùn)輸。
液氦的溫度為-268.9℃,與皮膚接觸能引起嚴(yán)重凍傷。
二、氦氣的物理化學(xué)性質(zhì)
氦氣分子量: 4.0026
熔點(diǎn)(2555kPa): -272.1℃
沸點(diǎn)(101.325kPa): -268.94℃
液體密度(4.20K,100.312kPa): 125.2kg/m3
氦氣密度(0℃,101.325kPa): -0.1785 kg/m3
相對密度(氣體,0℃,101.325kPa):0.138
比容(21.1℃,101.325kPa):6.0304 m3/kg
氣液容積比(15℃,100kPa): 748 L/L
臨界溫度: -268.0℃
臨界壓力: 229 kPa
臨界密度: 69.3 kg/m3
熔化熱(1.2K,2555kPa):0.0836kJ/kg
氣化熱(-268.926℃,101.325kPa):20.42 kJ/kg
比熱容(氣體,25℃,101.325kPa):Cp=5238.3 J/(kg·K)Cv=3213.7J/(kg·K)
比熱比(氣體,25℃,101.325kPa):Cp/Cv=1.63
蒸氣壓(0.5K): 0.0000022kPa (2.0K):3.17kPa (5.0K): 197.1 kPa
粘度(0℃,101.325kPa):0.01864 mPa·S
(液體,3.0K):0.0033 mPa·S
表面張力(4.2K):0.096 mN/m
導(dǎo)熱系數(shù)(0℃,101.325kPa):0.1426 W/(m·K)
(液體,2.4K):0.01883 W/(m·K)
折射率(氣體,0℃,101.325kPa): 1.000035
氦氣在常溫常壓下為無色無臭無味無毒的惰性氣體。不燃燒。微溶于水和有機(jī)溶劑。在壓力為101.325kPa時(shí)水中的溶解度為0.00901 ml/g(0℃)、0.00834 ml/g(30℃)、0.00887 ml/g(60℃)。20℃,101.325kPa時(shí),在一些有機(jī)溶劑中的溶解度為,甲醇中31.3ml/1,乙醇中28.1ml/1,丙酮中30.9ml/1,苯中18.0ml/l。氦是僅次于氫的輕氣體,易擴(kuò)散和滲透,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,因此,常用它作探漏氣體。
三、氦氣的包裝規(guī)格
四、氦氣氣瓶安全使用
(一)包裝—超純氦氣鋼瓶
名稱:鋼質(zhì)無縫氣瓶 (執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB5099\ISO9809)
(二)存放—超純氦氣鋼瓶
1. 氣瓶使用和檢驗(yàn)遵照國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局《氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定。
2. 氣瓶不得靠近火源,不得受日光曝曬,與明火距離一般應(yīng)該不小于10米,氣瓶不得撞擊。
3. 氣瓶的瓶子嚴(yán)禁沾染油脂。
4. 氣瓶內(nèi)的氣體不能全部用盡,應(yīng)該留不小于0.04MPa剩余壓力。
5. 氣瓶充氣壓力不得超過規(guī)定壓力。
6. 安全帽要隨時(shí)裝上,一保護(hù)氣閥。
7. 氣瓶每三年檢驗(yàn)一次(特殊情況例外)做外表檢查及進(jìn)行水壓試驗(yàn),試驗(yàn)合格后方可繼續(xù)使用,檢驗(yàn)在充氣單位進(jìn)行。